JP2003009518A - Dc/dc converter - Google Patents
Dc/dc converterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、DC/DCコンバ
ータに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a DC / DC converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、特開平6−233530号公報
に開示されたDC/DCコンバータを示す。図5は前記
図4のDC/DCコンバータの負荷変動時の応答を示す
説明図。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a DC / DC converter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-233530. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a response when the load of the DC / DC converter of FIG. 4 changes.
【0003】同図に示すように、このDC/DCコンバ
ータは、外部に接続された入力電源Eg110からの入
力電圧をスイッチング素子を有するブリッジ回路1のオ
ン/オフの切替えにより所望の電圧に変換し、フィルタ
用チョークコイル(Ls)104およびコンデンサ
(C)105により、フィルタリングして外部に出力
し、負荷RL108に所定の電圧を供給するものであ
る。As shown in FIG. 1, this DC / DC converter converts an input voltage from an externally connected input power source Eg110 into a desired voltage by switching on / off of a bridge circuit 1 having a switching element. A filter choke coil (Ls) 104 and a capacitor (C) 105 perform filtering and output to the outside to supply a predetermined voltage to the load RL 108.
【0004】そして、このDC/DCコンバータでは、
出力電圧が一定となるようにフィードバック制御が行な
われている。In this DC / DC converter,
Feedback control is performed so that the output voltage becomes constant.
【0005】すなわち、このDC/DCコンバータには
平均電圧制御要素111、瞬時電圧制御要素112、可
変ゲイン制御要素113を含む電圧制御系103および
PWMゲート駆動回路102が設けられており、DC/
DCコンバータの出力電圧(V out)と予め設定さ
れてなる基準電圧(V ref)との差分に基づく誤差
信号を電圧制御系103により生成し、それを変調信号
としてPWMゲート駆動回路102によりブリッジ回路
101のオン/オフを制御している。That is, this DC / DC converter is provided with a voltage control system 103 including an average voltage control element 111, an instantaneous voltage control element 112, and a variable gain control element 113, and a PWM gate drive circuit 102.
The error signal based on the difference between the output voltage (V out) of the DC converter and the preset reference voltage (V ref) is generated by the voltage control system 103, and the error signal is used as a modulation signal by the PWM gate drive circuit 102 by the bridge circuit. The on / off of 101 is controlled.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のDC/DCコンバータでは、実際の出力電圧に基づ
いて、フィードバック制御を行っているため、例えば図
5に示すように出力電流が変動して実際の出力電圧が基
準電圧からずれた時に、それに対応してフィードバック
制御によりスイッチングトランジスタのオン/オフを制
御しているパルス信号のパルス幅が変化するのに時間を
要し、実際の出力電圧が基準電圧に一致するまでに時間
がかかり、制御性が悪いという問題点があった。However, in the above-mentioned conventional DC / DC converter, feedback control is performed based on the actual output voltage, so that the output current fluctuates as shown in FIG. 5, for example. When the output voltage of the device shifts from the reference voltage, it takes time for the pulse width of the pulse signal that controls the on / off of the switching transistor by feedback control to change accordingly. There is a problem that it takes time to match the voltage and controllability is poor.
【0007】図4に示す構成のDC/DCコンバータで
は、電圧制御系103の高周波特性を下げなければなら
ず、高速応答を実現することは不可能であった。In the DC / DC converter having the configuration shown in FIG. 4, the high frequency characteristics of the voltage control system 103 have to be lowered, and it has been impossible to realize a high speed response.
【0008】また、負荷変動時に、電圧が一定の場合
は、配線抵抗など損失により、負荷に必要な電力を供給
できなかった。Further, when the load is changed and the voltage is constant, the electric power required for the load cannot be supplied due to loss such as wiring resistance.
【0009】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、負荷の変動に対応して、出力電圧値を切
り替えて、負荷に必要な電力を供給できるようにすると
共に、高速応答が可能なDC/DCコンバータを提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to switch the output voltage value in accordance with the change of the load so that the necessary power can be supplied to the load and a high-speed response is provided. An object of the present invention is to provide a DC / DC converter capable of
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る発明は請求項1に係るDC/DCコン
バータは、入力電圧をスイッチングするスイッチング手
段と、スイッチング手段により、出力電圧を得る電力変
換手段と、出力電圧の平均電圧値を得る平均出力電圧検
出手段と、平均出力電圧検出手段の電圧値と制御電圧を
比較し、第一の制御信号をつくる電圧制御系と、第二の
出力状態検出手段と前記第二の出力状態検出手段から、
負荷変動タイミングを生成する手段と、負荷変動量制御
手段と前記出力電圧検出手段で得られた電圧値に応じ
て、前記スイッチング手段のオン時間またはオフ時間を
制御すると共に、前記第二の出力状態検出手段により検
出された負荷変動タイミングに、第二の検出値の変動量
に応じて、制御電圧を変えると共に、前記スイッチング
手段のオン時間またはオフ時間を制御するパルス信号生
成手段と、を具備することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of the present application provides a DC / DC converter according to claim 1 in which a switching means for switching an input voltage and an output voltage are obtained by the switching means. A power control means, an average output voltage detecting means for obtaining an average voltage value of the output voltage, a voltage control system for comparing the voltage value of the average output voltage detecting means with the control voltage, and producing a first control signal; From the output state detection means and the second output state detection means,
A means for generating a load fluctuation timing, a load fluctuation amount control means, and an ON time or an OFF time of the switching means are controlled according to the voltage value obtained by the output voltage detecting means, and the second output state Pulse load signal generation means for changing the control voltage according to the variation amount of the second detection value at the load variation timing detected by the detection means and controlling the on time or off time of the switching means. It is characterized by
【0011】請求項1に係る発明によれば、前記第二の
出力状態検出手段により検出された負荷変動タイミング
に、第二の検出値の変動量に応じて、前記スイッチング
手段のオン時間またはオフ時間を制御するパルス信号に
より、負荷変動に対して高速に応答でき、出力電圧に対
しては、電圧制御系のフィードバック制御で、安定に保
つことができる。According to the first aspect of the present invention, at the load change timing detected by the second output state detecting means, the on time or the off time of the switching means is changed according to the change amount of the second detected value. A pulse signal for controlling the time allows a quick response to a load change, and an output voltage can be stably maintained by feedback control of a voltage control system.
【0012】また、負荷の変動情報により、制御電圧を
切り替えることにより、負荷に必要な電力を供給でき
る。Further, the power required for the load can be supplied by switching the control voltage according to the load variation information.
【0013】請求項2に係るDC/DCコンバータは、
請求項1の記載の発明において、前記第二の出力状態検
出手段として、負荷の変動タイムテーブル情報を取得し
たことを特徴とする。The DC / DC converter according to claim 2 is
The invention according to claim 1 is characterized in that load fluctuation time table information is acquired as the second output state detecting means.
【0014】請求項2に係る発明によれば、機器で予想
される負荷のタイムテーブル情報により、負荷変動に対
して、より安定的に高速に応答ができる。According to the second aspect of the invention, the timetable information of the load expected in the device enables more stable and high-speed response to the load change.
【0015】請求項3に係るDC/DCコンバータは、
請求項1の記載の発明において、前記負荷の変動情報と
して、BJプリンター、感熱プリンター、ドットプリン
ターなどの印字画素数を検出したことを特徴とする。A DC / DC converter according to claim 3 is
The invention according to claim 1 is characterized in that the number of print pixels of a BJ printer, a thermal printer, a dot printer, or the like is detected as the load variation information.
【0016】請求項3に係る発明によれば、機器で予想
されるプリンターの負荷の情報により、プリンター負荷
変動に対して、より安定的に高速に応答ができる。According to the third aspect of the present invention, it is possible to more stably and rapidly respond to the printer load fluctuation based on the printer load information expected from the device.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】(実施例1)図1に本発明の第1
の実施例を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
An example of is shown.
【0018】図2は前記図1のDC/DCコンバータの
一例を示す動作タイミングチヤートである。FIG. 2 is an operation timing chart showing an example of the DC / DC converter of FIG.
【0019】以下、この発明に係るDC/DCコンバー
タの実施例を、図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the DC / DC converter according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0020】図1に示すように、E1は入力電源、1は
スイッチング手段、L1はインダクタ、D1はダイオー
ド、C1はコンデンサで、電力変換手段2はスイッチン
グ手段1,L1,D1,C1で構成されている。As shown in FIG. 1, E1 is an input power source, 1 is switching means, L1 is an inductor, D1 is a diode, C1 is a capacitor, and power conversion means 2 is composed of switching means 1, L1, D1, and C1. ing.
【0021】3はパルス信号生成手段、4は電圧制御
系、5は制御電圧、6は負荷変動タイミング生成手段、
7は負荷変動量制御手段、8は第二の出力状態検出手
段、9は負荷、12は平均出力電圧検出手段である。Reference numeral 3 is a pulse signal generating means, 4 is a voltage control system, 5 is a control voltage, 6 is a load fluctuation timing generating means,
Reference numeral 7 is a load fluctuation amount control means, 8 is a second output state detection means, 9 is a load, and 12 is an average output voltage detection means.
【0022】パルス信号生成手段3から、図2のb−1
4のようなパルス信号で、入力電圧をスイッチング手段
1でスイッチングし、インダクタL1、コンデンサを介
して、出力電圧Voを得て、負荷9に電力を供給する。
即ち電力変換手段2は、パルス信号生成手段からの信号
に基づいて、入力電圧E1をスイッチングし、出力電圧
Voを得る。From the pulse signal generating means 3, b-1 in FIG.
With a pulse signal such as 4, the input voltage is switched by the switching means 1, the output voltage Vo is obtained via the inductor L1 and the capacitor, and power is supplied to the load 9.
That is, the power conversion means 2 switches the input voltage E1 based on the signal from the pulse signal generation means to obtain the output voltage Vo.
【0023】平均出力電圧検出手段12は出力電圧Vo
(図2d−18)の波形の平均値を検出する手段であ
る。たとえば、スイッチング周波数で、電圧Voのほぼ
中央でサンプリングしたり、最大値と最小値を検出し
て、その中央値を検出すればよい。または、スイッチン
グ周波数をカットするフィルタを用いてもよい。The average output voltage detecting means 12 outputs the output voltage Vo.
This is means for detecting the average value of the waveform shown in FIG. 2d-18. For example, at the switching frequency, sampling may be performed at approximately the center of the voltage Vo, or the maximum value and the minimum value may be detected to detect the median value. Alternatively, a filter that cuts the switching frequency may be used.
【0024】電圧制御系は、平均出力電圧検出手段の検
出値と制御電圧5を比較し、積分器、増幅器などを有
し、パルス信号生成手段に、図2のa−12のような信
号を生成し、パルス信号生成手段3の制御信号を供給す
る。The voltage control system compares the detected value of the average output voltage detecting means with the control voltage 5, has an integrator, an amplifier, etc., and supplies a signal such as a-12 in FIG. 2 to the pulse signal generating means. The control signal of the pulse signal generating means 3 is supplied.
【0025】パルス信号生成手段は、負荷変動がない場
合には、図2のa−11のようなノコギリ波発振波形と
電圧制御系からの信号a−12と比較して図2のb−1
4のようなパルス信号を生成しスイッチング手段1をス
イッチングする。When there is no load fluctuation, the pulse signal generating means compares the sawtooth wave oscillating waveform like a-11 in FIG. 2 and the signal a-12 from the voltage control system with b-1 in FIG.
A pulse signal such as 4 is generated to switch the switching means 1.
【0026】即ち、平均出力電圧検出手段の検出値と制
御電圧5との差がほぼゼロになるように、出力電圧が一
定になるように、フィードバック制御を行うことができ
る。That is, the feedback control can be performed so that the difference between the detection value of the average output voltage detecting means and the control voltage 5 becomes almost zero, and the output voltage becomes constant.
【0027】ここで、負荷が変動する情報、例えば印字
に有する負荷としてのタイムテーブル情報などを機器の
コントローラから負荷変動情報として、第二の出力状態
検出手段で、図2e−21のような負荷切替え信号を検
出すると、図2f−22の区間が負荷変動タイミング信
号として、また、負荷変動量として、図2a−13のよ
うにパルス信号生成手段の制御値を変えることにより、
図2のb−14のような信号を生成し、スイッチング手
段をスイッチングする。Here, the load variation information, for example, timetable information as a load included in printing, is used as load variation information from the controller of the device, and the second output state detecting means loads the load as shown in FIGS. 2e-21. When the switching signal is detected, the section of FIG. 2f-22 is changed as the load change timing signal and the load change amount by changing the control value of the pulse signal generating means as shown in FIG. 2a-13.
A signal such as b-14 in FIG. 2 is generated to switch the switching means.
【0028】この時、出力に供給される電流は図2c−
15のような電流を供給でき、出力に供給できる平均電
流は図2c−16,17のようにかわり、平均電圧は図
2d−19,20のようにかわり、負荷電流、及び負荷
電圧を高速に切り替えることができ、負荷変動に対し
て、高速応答ができる。At this time, the current supplied to the output is as shown in FIG.
The average current that can supply the current as shown in FIG. 15 and that can be supplied to the output is changed as shown in FIGS. 2c-16 and 17, and the average voltage is changed as shown in FIGS. 2d-19 and 20. It can be switched and a high-speed response can be made to a load change.
【0029】また、図2e−21のような負荷切替え信
号を検出すると、制御電圧5を次の負荷情報値に切替
え、図2d−19から図2d−20の平均電圧値に切り
替えることができる。When a load switching signal as shown in FIG. 2e-21 is detected, the control voltage 5 can be switched to the next load information value and switched from the average voltage value of FIG. 2d-19 to that of FIG. 2d-20.
【0030】また、負荷変動がない時は、出力電圧に対
しては、電圧制御系のフィードバック制御で、安定に保
たれている。Further, when there is no load fluctuation, the output voltage is stably maintained by the feedback control of the voltage control system.
【0031】(実施例2)図3には本発明に係るDC/
DCコンバータの他の構成が示されている。図1に示す
DC/DCコンバータと異なる点は、プリンターの画素
数情報11の取得であり、負荷はプリンターの印字ドラ
イバーである。(Embodiment 2) FIG. 3 shows DC / DC according to the present invention.
Another configuration of the DC converter is shown. The difference from the DC / DC converter shown in FIG. 1 is the acquisition of the pixel number information 11 of the printer, and the load is the print driver of the printer.
【0032】その他、動作タイミング等は上記実施例1
と同じであるので詳細な説明を省略する。In addition, the operation timing and the like are the same as those in the first embodiment.
Since it is the same as, the detailed description will be omitted.
【0033】この実施例2によれば、図1に示す上記実
施例1と同様に、プリンタードライバーの負荷変動に対
して、正確に制御することができるので、出力電圧変動
を最小に抑えることができるとともに出力に対しての高
速応答が実現できる。なお、本発明は上記各実施例に限
らず、種々設計変更可能であるのはいうまでもない。例
えば、上記実施例においては、スイッチング手段とし
て、スイッチングトランジスタ、FET、IGBTこれ
らに限らず、他のスイッチ素子でもよい。According to the second embodiment, similarly to the first embodiment shown in FIG. 1, since it is possible to accurately control the load fluctuation of the printer driver, it is possible to minimize the fluctuation of the output voltage. It is possible to realize a high-speed response to output. Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made. For example, in the above embodiment, the switching means is not limited to the switching transistor, the FET, the IGBT, but may be another switching element.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る第1
の発明によれば、前記第二の出力状態検出手段により検
出された負荷変動タイミングに、第二の検出値の変動量
に応じて、前記スイッチング手段のオン時間またはオフ
時間を制御するパルス信号により高速に制御でき、負荷
変動に対して高速に応答でき、また、出力電圧に対して
は、電圧制御系のフィードバック制御で、安定に保つこ
とができる。As described above, the first aspect of the present invention
According to the invention, at the load fluctuation timing detected by the second output state detecting means, according to the fluctuation amount of the second detection value, by a pulse signal for controlling the on time or the off time of the switching means. It can be controlled at high speed, can respond to load fluctuations at high speed, and the output voltage can be kept stable by feedback control of the voltage control system.
【0035】また、負荷の変動情報により、制御電圧を
切り替えることにより、負荷に必要な電力を供給でき
る。Further, the power required for the load can be supplied by switching the control voltage according to the load variation information.
【0036】また、電圧リップルがあっても、制御は平
均電圧で制御しているので安定な制御ができると共に、
コンデンサCの容量も小さくでき、コストも安く、容積
も小さくでき、負荷に必要な電力を供給できる。Further, even if there is a voltage ripple, since the control is performed by the average voltage, stable control can be performed, and
The capacity of the capacitor C can be reduced, the cost can be reduced, the volume can be reduced, and the power required for the load can be supplied.
【0037】請求項2に係る発明によれば、機器で予想
される負荷のタイムテーブル情報により、負荷変動に対
して、より安定的に高速に応答ができる。According to the second aspect of the invention, the timetable information of the load expected in the device enables more stable and high-speed response to the load change.
【0038】請求項3に係るDC/DCコンバータは、
請求項1の記載の発明において、前記負荷の変動情報と
して、BJプリンター、感熱プリンター、ドットプリン
ターなどの印字画素数を検出したことを特徴とする。The DC / DC converter according to claim 3 is
The invention according to claim 1 is characterized in that the number of print pixels of a BJ printer, a thermal printer, a dot printer, or the like is detected as the load variation information.
【0039】請求項3に係る発明によれば、機器で予想
されるプリンターの負荷の情報すなわち、BJプリンタ
ー、感熱プリンター、ドットプリンターなどの印字画素
数を検出することにより、プリンター負荷変動に対し
て、より安定的に高速に応答ができる。According to the invention of claim 3, by detecting the information of the printer load expected in the device, that is, the number of print pixels of the BJ printer, thermal printer, dot printer, etc. , More stable and faster response.
【図1】 本発明に係るDC/DCコンバータの実施例
1を示すブロック構成図FIG. 1 is a block configuration diagram showing a first embodiment of a DC / DC converter according to the present invention.
【図2】 本発明に係るDC/DCコンバータの実施例
1における動作タイミングの一例を示すタイミングチャ
ートFIG. 2 is a timing chart showing an example of operation timing in the first embodiment of the DC / DC converter according to the present invention.
【図3】 本発明に係るDC/DCコンバータの実施例
2を示すブロック構成図FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of a DC / DC converter according to the present invention.
【図4】 従来におけるDC/DCコンバータを示すブ
ロック構成図FIG. 4 is a block configuration diagram showing a conventional DC / DC converter.
【図5】 従来におけるDC/DCコンバータの負荷変
動時の応答を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing a response when a load of a conventional DC / DC converter changes.
1 スイッチング手段 2 電力変換手段 3 パルス信号生成手段 4 電圧制御系 5 制御電圧 6 負荷変動タイミング生成手段 7 負荷変動量制御手段 8 第二の出力状態検出手段 9 負荷 10 機器のコントローラ 11 プリンターの画素数情報 12 平均出力電圧検出手段 E1 入力電源 L1 インダクタ D1 ダイオード C1 コンデンサ 101 ブリッジ回路 102 PWMゲート駆動回路 103 電圧制御系 104 フィルタ用チョークコイル(Ls) 105 コンデンサ(C) 108 負荷RL 110 入力電源Eg 111 平均電圧制御要素 112 瞬間電圧制御要素 113 可変ゲイン制御要素 1 Switching means 2 Power conversion means 3 pulse signal generation means 4 Voltage control system 5 Control voltage 6 Load fluctuation timing generation means 7 Load variation control means 8 Second output state detecting means 9 load 10 Equipment controller 11 Printer pixel count information 12 Average output voltage detection means E1 input power supply L1 inductor D1 diode C1 capacitor 101 bridge circuit 102 PWM gate drive circuit 103 Voltage control system 104 Choke coil for filter (Ls) 105 Capacitor (C) 108 load RL 110 Input power Eg 111 Average voltage control element 112 Instantaneous voltage control element 113 Variable gain control element
Claims (3)
グ手段と、スイッチング手段により、出力電圧を得る電
力変換手段と、出力電圧の平均電圧値を得る平均出力電
圧検出手段と、平均出力電圧検出手段の電圧値と制御電
圧を比較し、第一の制御信号をつくる電圧制御系と、第
二の出力状態検出手段と前記第二の出力状態検出手段か
ら、負荷変動タイミングを生成する手段と、負荷変動量
制御手段と前記出力電圧検出手段で得られた電圧値に応
じて、前記スイッチング手段のオン時間またはオフ時間
を制御すると共に、前記第二の出力状態検出手段により
検出された負荷変動タイミングに、第二の検出値の変動
量に応じて、制御電圧を変えると共に、前記スイッチン
グ手段のオン時間またはオフ時間を制御するパルス信号
生成手段と、を具備することを特徴とするDC/DCコ
ンバータ。1. A switching means for switching an input voltage, a power converting means for obtaining an output voltage by the switching means, an average output voltage detecting means for obtaining an average voltage value of the output voltage, and a voltage value of the average output voltage detecting means. And a control voltage to generate a first control signal, a second output state detecting means, a means for generating a load variation timing from the second output state detecting means, and a load variation amount control. Means for controlling the on time or off time of the switching means according to the voltage value obtained by the means and the output voltage detecting means, and at the load change timing detected by the second output state detecting means, the second Pulse signal generation means for changing the control voltage in accordance with the amount of change in the detected value and controlling the on time or off time of the switching means. A DC / DC converter characterized in that.
検出手段として、負荷の変動タイムテーブル情報を取得
したことを特徴とするDC/DCコンバータ。2. The DC / DC converter according to claim 1, wherein load change time table information is acquired as the second output state detecting means.
として、BJプリンター、感熱プリンター、ドットプリ
ンターなどの印字画素数を検出したことを特徴とするD
C/DCコンバータ。3. The D according to claim 1, wherein the print pixel number of a BJ printer, a thermal printer, a dot printer or the like is detected as the load variation information.
C / DC converter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001185055A JP2003009518A (en) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | Dc/dc converter |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2003009518A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7199561B2 (en) | 2004-07-01 | 2007-04-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | DC-DC converter and converter device |
-
2001
- 2001-06-19 JP JP2001185055A patent/JP2003009518A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7199561B2 (en) | 2004-07-01 | 2007-04-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | DC-DC converter and converter device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |